Wi-Fi 7有哪些底層技術(shù)優(yōu)勢

LitePoint無線連接與蜂窩測試系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理KhushbooKalyani

訪談錄

問：您在多個Wi-Fi行業(yè)活動中代表LitePoint。Wi-Fi 7帶來了哪些新穎且有趣的特點(diǎn)？

Khushboo：在LitePoint，我們預(yù)計Wi-Fi7將在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用中得到更廣泛的應(yīng)用，這將是其增長的關(guān)鍵驅(qū)動力，此外還包括智能手機(jī)、接入點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、筆記本電腦和平板電腦等傳統(tǒng)客戶端。這些新興的IoT用例可能包括智能電視音箱、家庭門鎖和其他智能家居傳感器中的Wi-Fi 7應(yīng)用。

目前，IoT設(shè)備采用多種技術(shù)。大約三分之一使用低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，如Sigfox、LoRa、HaLow、NB-IoT、CAT-M等；另外三分之一使用無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）技術(shù)，如藍(lán)牙、Zigbee、Z-Wave等；而剩下的三分之一或更少使用Wi-Fi。根據(jù)我從客戶那里聽到的反饋，我認(rèn)為人們正在得出結(jié)論，Wi-Fi同樣能夠輕松服務(wù)于IoT領(lǐng)域。

這尤其適用于對延遲敏感的應(yīng)用，它們將從Wi-Fi7的新低數(shù)據(jù)率調(diào)制編碼方案MCS14和MCS15中受益。這些方案旨在提高6GHz頻段中低功耗IoT設(shè)備的可靠性和最大傳輸范圍。

問：Wi-Fi 7對IoT普及的更廣泛影響是什么？

Khushboo：在許多應(yīng)用中，Wi-Fi已經(jīng)無處不在。這引發(fā)了關(guān)于Wi-Fi在IoT設(shè)備中普及的更大討論，這些設(shè)備可以利用現(xiàn)有的Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施，簡化在工業(yè)、家庭和企業(yè)應(yīng)用中的部署。這反過來將促進(jìn)可擴(kuò)展性并減少互操作性問題。

全球主要的芯片組公司已經(jīng)在引領(lǐng)低功耗Wi-Fi解決方案的發(fā)展。

問：這些新興的Wi-Fi 7芯片組如何為IoT應(yīng)用嚴(yán)格控制功耗？

Khushboo：IoT設(shè)備不需要持續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)連接?？紤]到這一點(diǎn)，Wi-Fi 6引入了目標(biāo)喚醒時間（TWT）功能。此功能允許設(shè)備協(xié)商何時以及多久喚醒一次以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，通過減少不必要的喚醒次數(shù)來顯著降低功耗。盡管該功能在Wi-Fi6中引入，但我們預(yù)計它將在Wi-Fi 7及以后版本中得到更廣泛的應(yīng)用。

此外，芯片組可以實現(xiàn)自定義低功耗監(jiān)聽模式，這在監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)活動時提高了效率，并在監(jiān)測信號時進(jìn)一步降低了功耗。

問：Wi-Fi 7有哪些底層技術(shù)優(yōu)勢

Khushboo：對我來說，有三個特點(diǎn)尤為突出。首先，是新的4096-QAM調(diào)制方案，它通過將更多比特組合在一起來實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，但需要更高的信噪比或干凈的信道條件，并增加了射頻復(fù)雜性。

另一個更具功能性的特性是多鏈路操作，它允許更高效地使用頻譜。這一功能在之前的Wi-Fi版本中是不具備的，將真正改善實際的Wi-Fi部署，并可用于Wi-Fi 7及以后版本。

對我而言，這是一個與上一代技術(shù)相比具有差異性的特性，因為它允許您聚合多個信道，無論是2.4GHz、5GHz還是6GHz信道，或是任何可用的頻譜組合。這允許您執(zhí)行以下操作：

在不同信道上發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流以增加整體吞吐量

在多個信道上發(fā)送相同的數(shù)據(jù)流以增加冗余

執(zhí)行實時動態(tài)信道切換以改善高優(yōu)先級傳輸?shù)臋C(jī)會

多鏈路操作還使6GHz頻段的使用更加優(yōu)化，該頻段在所有國家的非授權(quán)使用上尚未統(tǒng)一?，F(xiàn)在，無論您在哪個地理區(qū)域提供服務(wù)，Wi-Fi7的多鏈路操作都將允許您高效地充分利用可用頻譜。

第三個重要特性是前導(dǎo)碼打孔，這是一種非常有用的功能，可實現(xiàn)高效的頻譜利用。在5GHz頻段中，當(dāng)存在窄帶干擾時，前導(dǎo)碼打孔允許傳輸發(fā)生，從而提高了整體吞吐量和頻譜效率。

問：隨著Wi-Fi 7的普及，客戶需要了解哪些測試要求？

Khushboo：推動變化的是對160MHz和320MHz測試能力的需求。過去，2.4GHz和5GHz頻譜中的20MHz、40MHz和80MHz是典型的企業(yè)接入點(diǎn)或家庭設(shè)置中可用的信道帶寬。

盡管Wi-Fi 7尚未實際部署，但客戶仍渴望展示其在六個或七個信道上實現(xiàn)320MHz或160MHz Wi-Fi的能力。因此，他們需要在研發(fā)、制造或設(shè)計驗證測試期間使用能夠測試如此大帶寬的設(shè)備。LitePoint擁有能夠在320MHz和160MHz下以極高精度進(jìn)行測試的設(shè)備。

客戶還需要誤差矢量幅度（EVM）性能優(yōu)異的設(shè)備，其性能要比被測設(shè)備的性能高出至少8dB至10dB。這是為了確保測試儀不會給設(shè)備測量帶來任何誤差。

另一個關(guān)鍵的測試方面是上行鏈路正交頻分多址（UL-OFDMA）。為了確保該功能準(zhǔn)確運(yùn)行，客戶端設(shè)備必須實現(xiàn)同步，以避免干擾并在分配的子載波內(nèi)正確對齊。從測試的角度來看，這涉及測量載波頻率偏移和傳輸時序準(zhǔn)確性，以確保在特定的容差范圍內(nèi)實現(xiàn)同步。

另一個需要驗證的重要方面是包含打孔信道（punctured channel）的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU）的頻譜掩模。IEEE規(guī)范基于PPDU和打孔帶寬，為OFDMA和非OFDMA傳輸定義了明確的打孔模式列表。進(jìn)行測試時，目的是測量被占用子信道到打孔子信道的泄漏，以確保其泄漏水平較低，不會造成任何干擾。

除了所有標(biāo)準(zhǔn)功率測試外，還必須執(zhí)行發(fā)射中心頻率泄漏、接收器靈敏度、頻譜平坦度等測試，以確保準(zhǔn)確校準(zhǔn)以及發(fā)射和接收器射頻參數(shù)驗證。

問：LitePoint是如何研發(fā)測試設(shè)備以滿足甚至超越客戶需求的？

Khushboo：我們已經(jīng)看到市場上支持Wi-Fi和藍(lán)牙的集成芯片組和模塊有一段時間了，最近一些芯片組公司還宣布了將超寬帶（UWB）技術(shù)也融入其中的解決方案。從測試的角度來看，這些技術(shù)都需要得到充分的測試，因為它們的底層實現(xiàn)不同，因此需要驗證不同的射頻物理層特性，它們工作在不同的頻段和帶寬上，因此測試時間也可能不同。

雖然集成芯片組在不斷進(jìn)步，但測試設(shè)備的選擇取決于許多因素，因為從研發(fā)到生產(chǎn)的不同階段，需求差異很大。例如，研發(fā)和設(shè)計驗證團(tuán)隊通常會有專門的團(tuán)隊專注于特定技術(shù)的表征和驗證，這需要具有高級功能和精度的專用測試儀。另一方面，質(zhì)量保證團(tuán)隊可能會發(fā)現(xiàn)集成平臺具有一定價值，因為他們的測試計劃包括最終產(chǎn)品性能驗證、互操作性測試或共存測試，因為這些技術(shù)中的一些共享天線和公共頻段。在生產(chǎn)方面，關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）主要圍繞設(shè)備可靠性、壽命、產(chǎn)量、吞吐量、對定制自動化工具的支持、測試成本以及測試時間，因為這些技術(shù)在這些方面可能存在巨大差異。如您所見，在設(shè)計測試儀時涉及多個因素，并且需求會根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)階段的不同而有所變化。因此，說實話，并沒有一種適用于所有情況的測試儀，所以我們與我們的客戶緊密合作，看看在技術(shù)、成本等方面對他們來說什么更有意義。

問：最后，LitePoint在提供Wi-Fi測試方面與其他公司相比有何獨(dú)特之處？

Khushboo：我們的宗旨是“通過創(chuàng)新簡化測試”。隨著每一代技術(shù)的日益復(fù)雜，我們致力于提供簡化的測試解決方案，以便您可以專注于您的產(chǎn)品。我們通過構(gòu)建高性能測試系統(tǒng)并提供強(qiáng)大的持續(xù)客戶支持來實現(xiàn)這一目標(biāo)。

LitePoint在行業(yè)中提供最全面的自動化解決方案，這使我們與眾不同。我們的IQfact+軟件工具以其簡單性和易用性而聞名于業(yè)界。此外，我們是測試領(lǐng)域的先行者，為每一種出現(xiàn)的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)都提供了完全集成的非信令測試解決方案。我們與領(lǐng)先的芯片組供應(yīng)商緊密合作，能夠開發(fā)出滿足您測試需求的即用型芯片組專用解決方案。